人教版高考物理一轮总复习精品课件 第六章 动量守恒定律 实验8 验证动量守恒定律 (4).ppt

4.某实验小组利用如图所示的实验装置验证动量守恒定律。弹性球1用细线悬挂于O点,O点下方桌子的边沿有一竖直立柱,球2放置于立柱上,实验时,调节悬点,使弹性球1静止时恰与立柱上的球2接触且两球等高。将球1拉离平衡位置,保持细绳拉直,使用量角器测量绳子与竖直方向夹角为θ1,静止释放球1,当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞。碰后球1被弹回,向右最远可摆位置绳子与竖直方向夹角为θ2,球2落到水平地面上。测量球2球心到地面高度H和球2做平抛运动的水平位移s,然后再测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒。(重力加速度为g)(1)忽略空气阻力,要计算碰撞前后球1的速度,还需要测量的物理量是。(填选项前字母)?A.球1质量m1B.球2质量m2C.直角量角器的半径RD.悬点到球1球心的距离L(2)球2碰撞后的速率的表达式v2=;根据测量的物理量,该实验中动量守恒的表达式为。[用题干所给物理量和(1)中所测物理量表示]?本课结束应用提升1.如图所示,某同学利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成。实验步骤:①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;②向气垫导轨通入压缩空气;③接通数字计时器;④把滑块2静止放在气垫导轨的中间;⑤滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;⑥释放滑块1,滑块1通过光电门1后与左侧带有固定弹簧(未画出)的滑块2碰撞,碰后滑块2和滑块1依次通过光电门2,两滑块通过光电门2后依次被制动;⑦读出滑块通过光电门的挡光时间,滑块1通过光电门1的挡光时间Δt1=10.01ms,通过光电门2的挡光时间Δt2=49.99ms,滑块2通过光电门2的挡光时间Δt3=8.35ms;⑧测出挡光板的宽度d=5mm,测得滑块1的质量为m1=300g,滑块2(包括弹簧)的质量为m2=200g。(1)实验中气垫导轨的作用是?;?(2)碰撞前滑块1的速度v1为m/s,碰撞后滑块1的速度v2为m/s,碰撞后滑块2的速度v3为m/s;(结果均保留两位有效数字)?(3)碰撞前系统的总动量为m1v1=;碰撞后系统的总动量为m1v2+m2v3=;由此可得实验结论:?。?答案(1)减小因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差,保证两个滑块的碰撞是一维的(2)0.500.100.60(3)0.15kg·m/s0.15kg·m/s在实验误差允许的范围内,两滑块相互作用的过程,系统的动量守恒解析(1)气垫导轨的使用大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差,且保证两个滑块的碰撞是一维的。(3)系统碰撞之前m1v1=0.15kg·m/s系统碰撞之后m1v2+m2v3=0.15kg·m/s通过实验结果,可得结论:在实验误差允许的范围内,两滑块相互作用的过程,系统的动量守恒。2.某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验,在小车A的前端黏有橡皮泥,设法使小车A做匀速直线运动,然后与原来静止的小车B相碰并黏在一起,继续做匀速运动,如图甲所示,在小车A的后面连着纸带,电磁打点计时器的频率为50Hz,长木板下的垫块用以平衡摩擦力。若已得到打点纸带如图乙所示,并测得各计数点间的距离。在图上标出A为运动起始的点,则应选段来计算A碰前的速度,应选段来计算A和B碰后的共同速度。?答案BCDE解析由于碰撞之后共同匀速运动的速度小于碰撞之前A独自运动的速度,故AC应在碰撞之前,DE应在碰撞之后。推动小车由静止开始运动,故小车有个加速过程,在碰撞前做匀速直线运动,即在相同的时间内通过的位移相同,故BC段为匀速运动的阶段,故选BC计算碰前的速度。碰撞过程是一个变速运动的过程,而A和B碰后共同运动时做匀速直线运动,故在相同的时间内通过相同的位移,故应选DE段来计算碰后共同的速度。增素能精准突破考点一教材原型实验典例1.某同学用图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律,图中CQ是斜槽,QR为水平槽,二者平滑相接,调节实验装置,使小球放在QR上时恰能保持静止,实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面上的记录纸上,留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。然后把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次。甲乙图甲中O是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点,P为未放被碰球B时A球的平均落点,M为与B球碰后